JP5351555B2 - 電動工具のスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、電動工具のスイッチに関するものである。

従来から、インパクトレンチやインパクトドライバー等といった電動工具として、例えば特許文献１により示すものが知られている。この特許文献１により示すものは、モータを駆動源とする駆動部を内部に収容して先端に出力軸を備えるシリンダー部を設け、このシリンダー部の長手方向と略直角方向にグリップ部を連設し、グリップ部の出力軸側の突出基部にモータを回転駆動させるスイッチが設けてあり、さらに、このグリップ部の突出先端側には、電動工具の付加機能としての、表示パネルから成る表示部やモード切替操作部となるトルク切り替えスイッチや増し締め設定スイッチが設けてある。このトルク切り替えスイッチを操作することで複数の異なるトルクモードのうちいずれかのトルクモードに選択的に切り替えたり、増し締め設定スイッチを操作して増し締めモード又は増し締め解除モードを切り替えたりすることができる、いわゆる付加機能が付与されている。

このような電動工具を使用するに当たっては、グリップ部を片手で把持して、スイッチに例えば人差し指を掛け、スイッチのトリガーとなるスライド自在に設けられた移動体を手前に引き込むことにより、使用者と対向する被施工物側に先端を向けた電動工具の出力軸を回転駆動させることができる。

特開２００５−１４４５６４号公報

ところで、このような電動工具のグリップ部を片手で把持した状態においては、そのグリップ部を握った手の小指側にモード切替操作部が位置することとなる。このため、電動工具を使用中にこの切替操作部を操作したい場合には、使用者と対向する被施工物側に先端を向けた電動工具を、一旦手元まで引き戻してシリンダー部の先端側を使用者側に向けて表示部を見える状態に位置させた上で、その表示部を確認しながらトルク設定や増し締め設定スイッチを操作する必要がある。そのため、ボルトの締結作業の連続性を損なわせてしまうこととなり、作業性の低下につながり、使い勝手の更なる向上が望まれるものとなっていた。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動工具の機能の切り替え等のいわゆる付加機能の操作を、電動工具を手元に引き戻すことなくすることができ、使用者が作業を行なうに当たって、作業の連続性が損なわれることを回避できる電動工具のスイッチを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は以下の構成を備えている。

すなわち、請求項１に係る発明にあっては、電動工具１のハウジング２内に設けられ該電動工具１のモータ３の駆動を実行する複数のスイッチ部４と、移動体６３を前記ハウジング２に向けて引き込むことで該スイッチ部４によるモータ３の駆動を実行させるトリガー部６と、を備えた電動工具１のスイッチ７である。そして、前記トリガー部６は少なくとも２つ以上の移動体６３が一列に並設して構成され、各移動体６３と各スイッチ部４とが対応するように構成されている。また、前記スイッチ部４は、前記モータ３のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部４２と、前記移動体６３の引き代に応じて前記モータ３の回転速度を制御するボリューム用スイッチ部４１と、を有している。前記トリガー部６は、前記ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部４２に対応するＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂと、前記ボリューム用スイッチ部４１に対応するボリューム用移動体６３ａと、を有している。前記ボリューム用移動体６３ａが引き込まれると、前記ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂが、前記ボリューム用移動体６３ａに連動して引き込まれるように構成されている。

このように構成したことで、複数の移動体６３の各引き込み動作に電動工具１の複数の付加機能を付与することができるようになり、移動体６３を引き込む指先の動作だけで各種機能を発揮することができるようになる。

また、一の移動体６３（６３ａ）による機能が、一の移動体６３（６３ａ）の一方の側方にある移動体６３（６３ｂ）による機能を前提としているため、一の移動体６３（６３ａ）を引き込むだけで、一の移動体６３（６３ａ）と共に一の移動体６３（６３ａ）の一方の側方にある移動体６３（６３ｂ）を同時に引き込むことができ、簡単に操作できて使い勝手がよい。

また、前記トリガー部６の複数の移動体６３のうち少なくとも一の移動体６３が、ボリューム用移動体６３ａとなっているため、電動工具１のモータ３の回転数の変更を、トリガー部６の移動体６３を引き込む指先の動作のみで行なうことができるようになる。

本発明によれば、電動工具の使用中に付加機能を操作するに当たり、電動工具を手元に引き戻す必要がなくなるので、作業の連続性を損なうことを防止することができるようになり、スムーズな作業を行なうことができるようになる。

本発明の一実施形態のスイッチを説明する図であり（ａ）は斜視図であり（ｂ）は側断面図である。 同上のボリューム用移動体を引き込んだ場合の図であり（ａ）は斜視図であり（ｂ）は側断面図である。 同上のＯＮ／ＯＦＦ用移動体のみを引き込んだ場合の図であり（ａ）は斜視図であり（ｂ）は側断面図である。 同上のＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部を説明するための上部断面図である。 同上のインパクト工具の全体図である。 同上の回路図である。 同上の駆動部を説明するための要部側断面図である。

以下、本発明について添付図面に基づいて説明する。

本発明の電動工具１のスイッチ７は、インパクトレンチやインパクトドライバーといったインパクト工具や電動ドリル並びに電動ドライバー等の手持ち式の電動工具１に取り付けられて使用されるものであり、以下に示す実施形態として、インパクト工具１ａに取り付けた例について説明する。なお、説明の便宜上、インパクト工具１ａにおけるハンドル部２２を下方とすると共に、シリンダ部２１を上方とし、さらには、シリンダ部２１における出力部８側を前方とすると共に、ハンドル部２２の設けられた基部側を後方として説明する。

本実施形態のインパクト工具１ａは、図５に示すように、水平円筒状のシリンダ部２１と、このシリンダ部２１の下縁から下方に垂下するハンドル部２２とを備えたハウジング２によって外郭を形成している。このハウジング２のシリンダ部２１にモータ３等を内装し、ハウジング２のハンドル部２２に電動駆動するモータ３の通電のＯＮ／ＯＦＦをするスイッチ７と、モータ３の回転駆動を制御する制御回路５を内装している。さらに、ハウジング２のハンドル部２２の下端に着脱自在の充電式電池Ｅを備えている。

このインパクト工具１ａに取り付けられるスイッチ７は、図１乃至図３に示すように、接点となる複数のスイッチ部４を収容した箱状の筐体７１に、スライド自在なトリガー部６が筐体７１外に突出して設けられており、筐体７１の上部には、インパクト工具１ａの回転方向を正逆に切り替える切替レバー７２が回動自在に軸支されている。

トリガー部６は、筐体７１にスライド自在に挿通されたトリガレバー６１と、このトリガレバー６１の突出先端に抜止め部材６２により固設された移動体６３とを備えている。本実施形態の移動体６３は一列に並設されており、上部に位置するボリューム用移動体６３ａと、このボリューム用移動体６３ａの下部に位置し該ボリューム用移動体６３ａよりも上下に短いＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂとの２つの移動体６３から構成されている。また、筐体７１内におけるトリガレバー６１の端部には、コイルバネから成る復帰ばね６４が設けられており、このトリガレバー６１を筐体７１外方に向けて付勢している。

本実施形態のＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂの上面には、上方に向けて係止突起６５が設けられており、一方、ボリューム用移動体６３ａの下面にはこの係止突起６５が摺動自在となる凹溝６６が設けられている。図１（ｂ）に示すように、ボリューム用移動体６３ａ及びＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂが前方に突出した状態で、ちょうど係止突起６５が凹溝６６の前方側の端部に当接するようになっており、ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂは独立してそれ自体で前後方向にスライド自在に移動するものの、ボリューム用移動体６３ａを後方にスライドさせると、ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂの係止突起６５がボリューム用移動体６３ａの凹溝６６の前方側の端部に係止したままボリューム用移動体６３ａの移動に追従して、ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂも同時に後方向に移動するようになっている。

本実施形態のスイッチ部４は筐体７１の側面の裏面に設けられており、ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂに対応するＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部４２と、ボリューム用移動体６３ａに対応するボリューム用スイッチ部４１との２つのスイッチ部４から構成されている。

図４に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部４２は、ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂに連結されたトリガレバー６１の筐体７１内に位置する部位の一部に、側方に向けて滑動子４２１がばね付勢されて設けられており、筐体７１の側面の裏面に設けられた可動接点板４２２の表面に摺接するようにして設けられる。この可動接点板４２２は筐体７１の側面におけるトリガレバー６１の摺動方向の略全長に亘って設けられており、筐体７１の前方向寄りに筐体７１の側面から内方に向けて突設された支持片４２３を支点として揺動（シーソー動）自在となっている。また、可動接点板４２２の後方側の端部に可動接点４２４が設けてある。この可動接点４２４に接触するように固定接点４２５が、支持片４２３よりも後方側の筐体７１の側面に固設してあり、可動接点板４２２が揺動することで、この固定接点４２５と可動接点板４２２の可動接点４２４とが接触・離反を繰り返すように構成される。このような構成によれば、トリガレバー６１を復帰ばね６４の付勢力に抗して押し込むと、滑動子４２１が支持片４２３よりも前方にあるときは、固定接点４２５と可動接点４２４とが離反しているものの、トリガレバー６１の押し込みを続けて滑動子４２１が支持片４２３を越えて横断すると、可動接点板４２２が揺動して固定接点４２５と可動接点４２４とが接触して回路を閉じることになる。これにより、インパクト工具１ａの回路を開閉制御して、モータのＯＮ／ＯＦＦが制御できるようになっている。なお、図１中の７５，７６は、一方が固定接点４２５と連設される接続端子、他方が可動接点板４２２と導通する接続端子であり、これらの接続端子７５，７６をインパクト工具１ａ内の接触端子（図示せず）に接続することで、上記のようなスイッチ７によるインパクト工具１ａのＯＮ／ＯＦＦが成されるように構成される。

ボリューム用スイッチ部４１は、ボリューム用移動体６３ａに連結されたトリガレバー６１の筐体７１内に位置する部位に、二股状の接点ばね（図示せず）が設けられており、筐体７１の側面の裏面に設けられた２枚の接点板（図示せず）の表面に接点ばねの二股状の各先端が、それぞれ弾接するようにして設けられる。この２枚の接点板のうちの一方の接点板は、筐体７１の外部に導出されるボリューム用接続端子７７に連設されている板状の接点板であり、トリガレバー６１の摺動方向の略全長に亘って設けられている。２枚の接点板のうちの他方の接点板は、筐体７１の外部に導出されるボリューム用接続端子７７に導通接続された抵抗体から成るものであり、トリガレバー６１の摺動方向の略全長に亘って設けられている。つまり、この２枚の接点板と二股状の接点ばねとで可変抵抗器を構成しており、これにより、ボリューム用移動体６３ａの筐体７１に対する位置関係を示すボリューム信号を、インパクト工具１ａの制御回路５に与えている。

スイッチ７の筐体７１の上部に設けられた切替レバー７２は、上方に突出した切替凸部７２１に係合しインパクト工具１ａのハウジング２から露出して設けられる回転切替操作部２３を操作することで、回動するものである。切替レバー７２の下部は、筐体７１内においてトリガレバー６１の突出方向に略直角な方向（すなわち、例えば図１（ｂ）における紙面に略直角な方向）に摺動自在に設けられた摺動体７３と係合しており、切替レバー７２の回動に伴って摺動体７３が移動するように構成されている。この摺動体７３には上部に向けてばね付勢された接点部７３１が設けられており、摺動体７３の上方にある導電板７４と弾性的に接触するようになっている。切替レバー７２の回動により摺動体７３が移動することで、接点部７３１と導電板７４との短絡関係を変更するようになっており、これにより、インパクト工具１ａのモータ３の回転方向を切り替えることができる。

以上のように構成された本実施形態のスイッチ７の動作を、図６に示す回路図に基づいて説明する。

図６中４１がボリューム用スイッチ部、４２がＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部、３がインパクト工具１ａの駆動源となるモータ、５がモータ３の駆動を制御するインパクト工具１ａ内の制御回路、Ｅが充電式電池からなる電源、Ｄが電源Ｅとモータ３とに直列に接続されるスイッチング素子である。トリガー部のＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂを引き込んだ時は、スイッチ７におけるＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部４２が閉じることでモータ３に通電され、あらかじめ設定された所定の回転速度の信号が制御回路５からスイッチング素子Ｄに与えられる。これによりモータ３は所定の回転速度で駆動する。

一方、トリガー部６のボリューム用移動体６３ａを引き込んだ時は、このボリューム用移動体６３ａと共にＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂが同時に引き込まれるので、ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部４２が閉じることでモータ３に通電されることになる。この時、ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部４２が閉じる直前にボリューム用スイッチ部４１が導通するので、このボリューム用スイッチ部４１から発せられるボリューム信号により制御回路５がボリューム用移動体６３ａの引き代を判定し、このボリューム信号に応じて、制御回路５がスイッチング素子Ｄのデューティ比を変化させてモータ３の回転速度を変化させ、これによりモータ３の回転駆動が制御される。すなわち、移動体６３の引き代に応じて、モータ３の駆動の制御をすることができるようになっている。

なお、本実施形態のスイッチング素子ＤはＦＥＴ（Field effect transistor）により構成されているが、例えば、パワートランジスタを用いてもよい。

このように構成されたスイッチ７は、冒頭で述べた通りハウジング２のハンドル部２２に内装されており、図５に示すように、トリガー部６のみがハウジング２とハンドル部２２の連結部位から露出するようにして設けられている。そして、ボリューム用接続端子７７がハンドル部２２に内装された制御回路５を介して、モータ３等を内装するシリンダ部２１の後端に設けられたスイッチング素子Ｄに導通接続されている。

図７に示すように、ハウジング２内にはモータ取り付け台８１を介してモータ３が配設されており、モータ３の出力軸にはピニオン８２が圧入固定され、このピニオン８２には駆動軸８３の後端部のキャリア部８４に取り付けられた遊星ギア８５がかみ合っている。

上記駆動軸８３は、軸受け８６によって支持されると共に軸受け８７で支持されたアンビル８８によって支持されているもので、上記遊星ギア８５はモータ取り付け台８１に一体に形成されたインターナルギア８９にもかみ合っていることから、モータ３が回転する時、ピニオン８２と遊星ギア８５とインターナルギア８９及びキャリア部８４で構成される遊星機構による減速を受けて回転する。

上記駆動軸８３の外周には、環状のハンマー９０が軸方向及び回転方向に移動自在に配設されている。このハンマー９０は、その前面にアンビル８８の後端面とかみ合う歯（図示せず）を備え、内周部に軸方向の溝９１を備えたもので、駆動軸８３の外周面に形成されたＶ字状の溝９２と溝９１とに係合する鋼製のボール９３のために、駆動軸８３に対する軸方向及び回転方向の移動について制限を受けている。そしてハンマー９０の背面には、ばね９４の一端がスラスト板９５及びボール９６を介して接している。ここにおけるばね９４の他端は、スラスト板９７にて支持されていることから、ハンマー９０は前方側へと付勢されている。アンビル８８は軸受け８７によって回転自在に支持されたもので、その先端にはビットホルダー９８を備え、後端面にはハンマー９０の歯とかみ合う歯（図示せず）が形成されている。

このような構成によれば、このインパクト工具においては、モータ３によって回転駆動される駆動軸８３は、その回転力をボール９３を介してハンマー９０に伝えるものであり、そしてばね９４による付勢でハンマー９０はアンビル８８とかみ合った状態にあるために、ハンマー９０の回転はアンビル８８を通じてドライバービットのようなビットに伝達される。ここで、ドライバービットのようなビットによるビス締め作業等を行っている時に、負荷が大きくなってくると、ハンマー９０とアンビル８８とのかみ合い部において、ハンマー９０を後退させる方向の分力を発生させるために、ハンマー９０は駆動軸８３に設けられたＶ字状の溝９２に沿って、駆動軸８３に対して回転しながら後退する。そしてハンマー９０とアンビル８８とのかみ合いが外れると、モータ３からの回転エネルギーとばね９４の反力とによって、ハンマー９０はアンビル８８を打撃するものであり、この打撃における回転方向の衝撃がドライバービットのようなビットに加えられる。

以上のような構成のインパクト工具１ａによれば、モータ３の回転速度を大きくすれば、それに応じてインパクト工具１ａの締付トルクも大きくなり、つまり、ボリューム用移動体６３ａの引き代に応じて締付トルクの大きさを制御することができるものである。従って、例えば、作業現場のビスやボルト等の締結作業において、被締結物の属性によってはトルクを変化させる必要があり、その場合、ボリューム用移動体６３ａを指先で引き込んでトルクを調節しながら、所望のトルクを得ることができる。一方、締付トルクを可変させる必要のない増し締め時においては、ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂのみを指先で引き込むようにすればよい。すなわち、指先の移動のみで簡単に多様の機能を発揮することができるため、作業を中断せずに連続性のあるスムーズな作業をすることができるようになる。その上、本実施形態のインパクト工具１ａにおいては、増し締めモード等のモード切替操作部を設けなくてもよいため、増し締めモード等のモード切替操作部等を省き、簡略化した構成のインパクト工具１ａとすることができる。

また、ボリューム用移動体６３ａを引き込むことにより発揮される機能は、ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂを引き込むことにより発揮される機能（すなわち、モータ３の回転駆動）を前提としており、本来ならばＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂを引き込んだ上でボリューム用移動体６３ａを引き込むという複数の動作が必要があるのであるが、本発明のスイッチ７のボリューム用移動体６３ａは、ＯＮ／ＯＦＦ用移動体６３ｂと連動するように構成されているため、スイッチ７のボリューム用移動体６３ａを引き込むだけで、所望の機能を発揮することができて使い勝手が良い。

以上、手持ち型の電動工具１であるインパクト工具１ａを用いて本発明の電動工具のスイッチを説明したが、インパクト工具１ａに限られるものではなく、電動ドリルや電動ドライバ等の電動工具１において、付加機能を有するものに広く適用が可能なものとなる。

なお、本実施形態におけるトリガー部６は、２つの移動体６３（６３ａ，６３ｂ）によって構成されているが、さらに多くの移動体６３によって構成されていてもよいものとする。その際、その移動体６３毎に対応したスイッチ部４が設けられて、上記実施形態よりも更に多くの機能を指先のみで操作できるようになる。

１ 電動工具
１ａ インパクト工具
２ ハウジング
２１ シリンダ部
２２ ハンドル部
２３ 回転切替操作部
３ モータ
４ スイッチ部
４１ ボリューム用スイッチ部
４２ ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部
４２１ 滑動子
４２２ 可動接点板
４２３ 支持片
４２４ 可動接点
４２５ 固定接点
５ 制御回路
６ トリガー部
６１ トリガレバー
６２ 抜止め部材
６３ 移動体
６３ａ ボリューム用移動体
６３ｂ ＯＮ／ＯＦＦ用移動体
６４ 復帰ばね
６５ 係止突起
６６ 凹溝
７ スイッチ
７１ 筐体
７２ 切替レバー
７２１ 切替凸部
７３ 摺動体
７３１ 接点部
７４ 導電板
７５ 接続端子
７６ 接続端子
７７ ボリューム用接続端子

Claims (1)

1. 電動工具のハウジング内に設けられ該電動工具のモータの駆動を実行する複数のスイッチ部と、
   移動体を前記ハウジングに向けて引き込むことで該スイッチ部によるモータの駆動を実行させるトリガー部と、
   を備えた電動工具のスイッチであって、
   前記トリガー部は少なくとも２つ以上の移動体が一列に並設して構成され、
   各移動体と各スイッチ部とが対応するように構成され、
   前記スイッチ部は、
   前記モータのＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部と、
   前記移動体の引き代に応じて前記モータの回転速度を制御するボリューム用スイッチ部と、
   を有し、
   前記トリガー部は、
   前記ＯＮ／ＯＦＦ用スイッチ部に対応するＯＮ／ＯＦＦ用移動体と、
   前記ボリューム用スイッチ部に対応するボリューム用移動体と、
   を有しており、
   前記ボリューム用移動体が引き込まれると、前記ＯＮ／ＯＦＦ用移動体が、前記ボリューム用移動体に連動して引き込まれるように構成されている
   ことを特徴とする電動工具のスイッチ。

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